2022-02-04 10:42
冬奥火炬的材料不寻常
这次咱们北京冬奥会的火炬“飞扬”使用的是碳纤维材料。
听起来好像不新鲜，但实际上这是一种非常神奇的材料，也是被美国和日本长期垄断，技术封锁的新材料之王，中国人花了几十年技术攻关，才终于取得突破。
冬奥火炬是怎么飞扬起来的？
大家好，我奥利给！
时间来到2020年的7月，飞扬火炬的设计初稿从182个海选方案当中脱颖而出，入围之后根本来不及庆祝，大量的修改工作就扑面而来。
有一天，设计师李剑叶脑海当中突然闪过了一个镜头，一面在风中高高飘扬的五星红旗，这是电影《我和我的祖国》里的精彩片段。
有了，他决定彻底推翻以前的方案，要让火炬呈现出红旗漫卷、向上飘扬的浪漫。
之前的方案叫做瓷火之心，火炬的火焰是从里面的瓷心燃烧冒出来的，而现在要彻底改成一个空心的螺旋上升式的飘带，出火口改在了飘带的边缘上。
新的方案对材料提出新的要求
新的设计方案美是美啊，像飘带、像长城、像赛道，又像起伏的山峦、翻腾的火龙，道法自然、天人合一！
用什么样的材料才能做出这样柔美的线条呢？
再有，火炬的燃料使用的是氢能！它燃烧的产物只有水，没有二氧化碳，所以是完全零排放的一种能源，它足够绿色环保，这是我们北京冬奥的一大亮点。
但是氢燃烧的温度在800度以上，而且没有燃烧的内芯，是直接在火炬的外壳顶端燃烧。
什么样的材料才能够耐得住800度以上的高温，不起泡不开裂呢？
这一次我们选用的是中国公司自己研发的耐高温碳纤维材料，神奇的碳纤维，被誉为新材料之王！
碳纤维是一个神奇的矛盾体
碳纤维首先它是碳，含碳量高达95%，但同时它又是纤维，就像我们平时穿的衣服，纺织的这种纤维一样，是非常柔软的，加工性是非常强的。
听起来是不是很矛盾？是的，既有百炼钢，又有绕指柔！
这样一种神奇的材料，首先就是运用在航天航空，像战斗机、战略导弹、火箭、卫星，包括尖端武器、赛车、土木工程、竞技体育等等。
碳纤维的技术有着非常森严的技术壁垒，只有日本、美国等少数发达国家掌握了它的关键核心技术，对我们中国是长期技术封锁和产品垄断的。
跟芯片一样，人家是可以随时断供的，俄罗斯的大飞机MC-21就被美国和日本断供过T800碳纤维，中国的C919用的也是进口的T800高能碳纤维，我们同样也面临着断供的风险。
碳纤维为什么用在飞机上呢？
它的质量比铝要轻，但是强度却比钢铁还要硬，而且耐腐蚀，耐高温。
在同样的载荷下，如果用钛合金，航天器可以减重30%，如果利用碳纤维的复合材料呢，减重能够达到80%以上。
不要小瞧这个重量啊，我们的战斗机有5个核心指标：发动机推重比、巡航的速度、作战的半径、机动性能，还有就是有效载荷。
战斗机使用碳纤维材料的比重越大，飞机本身的重量就越轻，发动机的推重比自然就更大，我速度就快，飞得就远，性能就强，我装得也就更多。
所以这个碳纤维复合材料到底用了多少，这个使用量已经成为衡量战斗机先进程度的一个重要指标，美国的F22的比例是24%，F35的比例是35%。
那我们中国的战斗机呢？
我们国产碳纤维研究起步非常晚，2000年左右才开始。
2005年，国外开始对中国进口小丝束碳纤维进行封锁，这个小丝束碳纤维主要用于航空航天领域，战斗机就麻烦了！
但这种封锁和打压，激发了中国科研人的奋发和努力，在几十年如一日的攻关下，国产碳纤维核心技术不断突破！
2021年，咱们的歼20大幅列装，让碳纤维一夜走红！咱们的比例有多少？专家分析应该在20%以上。
而且根据媒体公开的报道，歼20采用的是T700级碳纤维，领先美国F-22的T300材料技术水平。
刚才我们提到的C919需要的T800级碳纤维我们也已经
实现了低成本国产化
，北京冬奥会的雪车就采用了国产 T800 级碳纤维复合材料。
唯有自力更生才能赢得尊重
是的，我们不但在逐步实现突破，而且已经开始量产，可以自给自足。
美日垄断的时候，碳纤维的价格你们知道有多少吗？1万美元一公斤，如今呢？800美元一公斤！
美日等西方国家想利用碳纤维材料遏制中国崛起的图谋彻底破产。
说回我们今天的主题——冬奥火炬，认识了碳纤维这种神奇的材料之后我们就明白了，为什么我们冬奥的火炬会这么轻盈，这么坚固，这么美丽了吧！
科技让冬奥火炬高高飞扬，也点亮了中国人的骄傲！
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